양자 컴퓨터 성능 측정 방법 개발

워터루 대학교의 연구자들은 양자 컴퓨터의 성능을 측정하는 방법을 개발했으며, 이는 기계에 대한 보편적인 표준을 설정하는 데 도움이 될 수 있습니다.

새로운 방법은 사이클 벤치마킹이라고呼ば으며, 연구자들은 이를 사용하여 확장 가능성의 잠재력을 평가합니다. 이 방법은 또한 다양한 양자 플랫폼을 서로 비교하는 데 사용됩니다.

조엘 월만은 워터루 수학 학부와 양자 컴퓨팅 연구소의 조교수입니다.

“이 발견은 성능에 대한 표준을 설정하고 대규모 실용적인 양자 컴퓨터를 구축하기 위한 노력을 강화하는 데 큰 도움이 될 수 있습니다.”라고 월만은 말했다. “양자 시스템의 오류를 특성화하고 수정하는 일관된 방법은 양자 프로세서를 평가하는 방식에 대한 표준화를 제공하며, 다양한 아키텍처의 진행 상황을 공정하게 비교할 수 있도록 합니다.”

사이클 벤치마킹은 양자 컴퓨팅 사용자들이 경쟁하는 하드웨어 플랫폼을 비교하고 각 플랫폼의 능력을 향상시켜 작업에 대한 솔루션을 찾는 데 도움이 됩니다.

현재, 양자 컴퓨팅 경쟁은 전 세계적으로 나타나고 있습니다. 클라우드 양자 컴퓨팅 플랫폼과 서비스가 증가하고 있으며, 마이크로소프트, IBM, 구글과 같은 주요 회사들은不断으로 새로운 기술을 개발하고 있습니다.

사이클 벤치마킹 방법은 랜덤화된 컴파일을 통해 특정 양자 컴퓨팅 응용 프로그램에서 오류의 총 확률을 결정함으로써 작동합니다. 이 방법은 양자 프로세서의 능력을 측정하고 비교하는 최초의 크로스 플랫폼 수단을 제공하며, 사용자가 작업하는 응용 프로그램에 따라 사용자 지정됩니다.

조셉 에머슨은 IQC의 교수입니다.

“구글의 최근 양자 우위성 달성으로 인해 우리는 이제 양자 발견 시대에 접어들고 있습니다.”라고 에머슨은 말했다. “이것은 오류가 많은 양자 컴퓨터가 흥미로운 계산 문제에 대한 솔루션을 제공할 것입니다. 그러나 그 솔루션의 품질은 더 이상 고성능 컴퓨터로 검증할 수 없습니다.”

“사이클 벤치마킹은 이 새로운 양자 발견 시대에서 양자 컴퓨팅 솔루션을 개선하고 검증하는 데 필요한 해결책을 제공합니다. 우리는 매우 흥奮합니다.”

에머슨과 월만은 양자 벤치마크社를 설립했으며, 이는 IQC의 스핀오프입니다. 이 회사는 기술을 양자 컴퓨팅 분야의 세계 최고의 회사들,包括구글의 양자 AI 노력에 라이선스했습니다.

양자 역학은 양자 컴퓨터를 매우 강력한 계산 기계로 만들었습니다. 양자 컴퓨터는 전통적인 디지털 컴퓨터보다 복잡한 문제를 더 효율적으로 해결할 수 있습니다.

양자 컴퓨터의 기본 처리 단위는 큐비트입니다. 그러나 큐비트는 매우 취약합니다. 시스템의 불완전성이나 노イズ의 어떤 원인이라도 양자 계산에서 오류를 일으킬 수 있습니다.

양자 컴퓨팅을 더 진행하려면 먼저 한 개 또는 두 개의 큐비트를 가진 소규모 양자 컴퓨터를 제어하는 데 성공해야 합니다. 더 큰 양자 컴퓨터는 기계 학습이나 복잡한 시스템 시뮬레이션과 같은 더 복잡한 작업을 수행할 수 있으며, 이는 새로운 약물의 발견과 같은 발전에 이어질 수 있습니다. 그러나 더 큰 양자 컴퓨터를 설계하는 것은 더 어렵고, 큐비트를 추가하고 양자 시스템을 확장할수록 오류의 가능성이 더 커집니다.

양자 시스템을 특성화하면 노イズ와 오류의 프로파일이 생성됩니다. 이것은 프로세서가 요청된 계산을 수행하는지 여부를 나타냅니다. 모든 중요한 오류를 특성화하여 양자 컴퓨터의 성능을 이해하거나 확장하기 위해 필요한 것입니다.

월만, 에머슨, 그리고 인스브루크 대학교의 연구자들은 양자 컴퓨터에 영향을 미치는 모든 오류율을 평가하는 방법을 개발했습니다. 이 새로운 기술은 인스브루크 대학교의 이온 트랩 양자 컴퓨터에 구현되었으며, 오류율이 양자 컴퓨터의 크기가 증가함에 따라 증가하지 않는다는 것을 발견했습니다.

“사이클 벤치마킹은 양자 컴퓨터의 전체 설계를 확장하는 올바른 길에 있는지 신뢰성 있게 확인하는 최초의 방법입니다.”라고 월만은 말했다. “이 결과는 모든 양자 컴퓨팅 플랫폼에서 오류를 포괄적으로 특성화하는 방법을 제공하기 때문에 중요합니다.”